CN104780564A

CN104780564A - 无线设备的小区利用率估计

Info

Publication number: CN104780564A
Application number: CN201510012288.9A
Authority: CN
Inventors: T·塔贝特; S·V·万格拉; S·肯-以巴特; S·巴拉克雷什南; A·K·塞恩; S·R·克黛利; R·瑞弗拉-巴瑞托; S·A·穆基塔巴; F·法伊姆; S·瓦拉斯
Original assignee: Apple Computer Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2035-01-09
Also published as: JP2017011741A; DE102014227003A1; US20160021557A1; JP2015133700A; US9179355B2; CN104780564B; JP6001102B2; US9949153B2; US20150195737A1; JP6239708B2

Abstract

本发明涉及无线设备的小区利用率估计。估计无线用户装置(UE)设备的服务小区的负载和潜在可用吞吐量。UE与所述服务小区在其上通信的信道的物理层度量可以被测量。至少部分基于所述测量得到的物理层度量可以计算所述服务小区的小区利用率。基于所述小区利用率可以计算所述服务小区的最大可用吞吐量。

Description

无线设备的小区利用率估计

技术领域

本公开涉及无线通信领域，并且更具体地涉及用于无线用户装置(UE)设备估计蜂窝网络的小区负载的系统和方法。

背景技术

无线通信系统的使用正快速增长。而且，无线通信技术已经从只有语音的通信发展为还包括诸如互联网和多媒体内容之类的数据传输。存在着许多不同的无线通信技术和标准。无线通信标准的一些例子包括GSM、UMTS(WCDMA)、LTE、LTE Advanced(LTE-A)、3GPP2CDMA2000(例如，1xRTT、1xEV-DO、HRPD、eHRPD)、IEEE802.11(WLAN或Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、蓝牙等。这些标准中的某些标准可以提供补充功能，而其他标准可以通常被认为是尝试完成消费者的类似需求的竞争标准。

具体地，蜂窝网络通常由各种网络基础设施组件提供，一般包括众多的基站收发信台、交换机、路由器、和各种其他网络基础设施组件。生成的网络可以能够将蜂窝通信服务提供给由所述网络容纳的服务区域内的网络的订户。在不同的时间，不同数量的订户可以使用此服务区域的不同部分中的服务，统一表示为不同(本地的和全部的)网络“负载”。对许多网络来说，网络资源被动态分配给订户，以便在发生重网络负载的时间和地点(例如，当那些资源在大量订户之间分布时)相对少的网络资源可用于每个订户，而在发生轻网络负载的时间和地点(例如，对那些资源的竞争可能较少时)相对多的网络资源可用于每个订户。

因此，网络负载可以是网络的订户性能(例如，吞吐量、服务质量、电池性能)中的重要因素。但是目前关于蜂窝网络基础架构的负载的高质量信息仅对那些网络的运营商(蜂窝营运商)可用。订购到网络的蜂窝设备本身不能识别或估计网络负载，或者被网络运营商提供此类信息。因此这些设备不能使用显著影响它们性能的信息。因此，期望对无线通信的改进。

发明内容

在此介绍了尤其是一种用于无线用户装置(UE)设备估计蜂窝网络上的负载的方法，并且特别是估计所述UE的服务小区的利用率的方法，以及一种配置成实施所述方法的设备的实施例。

借助所描述的技术，UE可以测量通信介质的某些物理层特性，UE可借助所述通信介质根据无线电接入技术与服务小区通信，并且根据这些测量，计算UE的服务小区的信道或频带的估计利用率。计算UE的服务小区的估计利用率可以进而允许UE计算或估计多少带宽或吞吐量可以通过服务小区对UE可用。此类信息可以被UE以任意的各种方式使用，以便以可以改善电池寿命、吞吐量、服务质量、和/或各种其他操作特性的方式通知关于各种操作的决定。

作为一个例子，考虑需要一定程度的吞吐量以提供可接受的用户体验的在UE上执行的应用。如果UE能够确定(例如，使用在此描述的技术)基于当前正被用作UE与服务小区之间的通信介质的当前服务小区的总利用率的估计，当前服务小区将不能提供所需的吞吐量水平，UE可以能够寻求替代方案来尝试为所述应用使用当前服务小区。在各种可能性下，此类替代方案可以包括重新选择不同服务小区(例如，使用相同无线电接入技术或不同无线电接入技术)和/或在不同频带上添加额外载波，使用不同无线通信技术(除了在UE与服务小区之间使用的无线通信技术之外或者是其替代方案)，或者停止应用/向应用提供指示表明在当前时间对于它的目的而言可用的吞吐量不足。

注意到在此描述的技术可以在大量不同类型设备中实施和/或与大量不同类型设备一起使用，此类设备包括但不限于蜂窝电话、便携式媒体播放器、平板计算机、可穿戴设备、和各种其他计算设备。

本发明内容旨在提供本文档中描述的某些主题的简要概览。因此，将要理解上述特征仅仅是例子并且不应被解释为以任意方式缩小在此描述的主题的范围或精神。从下述具体实施方式、附图和权利要求中，在此描述的实施例的其他特征、方面、和优势将变得清晰。

附图说明

当结合下述附图考虑优选实施例的下述详细描述时，可以得到对本主题的更好的理解，其中：

图1说明了示例性无线通信系统；

图2说明了与示例性用户装置设备通信的示例性基站；

图3说明了用户装置设备的示例性框图；

图4说明了基站的示例性框图；

图5是说明用于由用户装置设备估计服务小区的负载和最大可用吞吐量的示例性方法的流程图；

图6说明了用户装置设备的示例性PHY架构；以及

图7说明了一个示例性可能LTE系统的方面。

尽管在此描述的特征很容易有各种修改和替代形式，其特定实施例仅作为例子在图中示出并且被在此详细描述。但是应当理解其中附图和详细描述不旨在限制所公开的具体形式，而是相反，旨在覆盖落入由随附权利要求限定的主题的精神和范围内的所有修改、等价和替代。

具体实施方式

术语

以下是本公开中使用的术语汇编：

存储器介质–各种类型的非暂态存储器设备或存储设备中的任意一种。术语“存储器介质”旨在包括安装介质，例如，CD-ROM、软盘、或磁带设备；诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM、Rambus RAM等等之类的计算机系统存储器或随机存取存储器；诸如Flash、例如硬盘驱动器的磁介质、或光存储器之类的非易失性存储器；寄存器，或其它类似类型的存储器元件等等。存储器介质也可以包括其它类型的非暂态存储器或其组合。此外，存储器介质可以位于程序在其中执行的第一计算机系统中，或可以位于通过诸如互联网之类的网络连接到第一计算机系统的不同的第二计算机系统。在后者的情形中，第二计算机系统可以向第一计算机提供程序指令以用于运行。术语“存储器介质”可以包括两个或更多个存储器介质，其可以存在于不同的位置，例如在通过网络连接的不同的计算机系统。存储器介质可以存储可以由一个或多个处理器运行的程序指令(例如，实现为计算机程序)。

载波介质–如上所述的存储器介质，以及物理传输介质，诸如总线、网络、和/或传送诸如电的、电磁、或数字信号的其它物理传输介质。

可编程硬件元件–包括各种硬件设备，包括经由可编程互连连接的多个可编程功能块。示例包括FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑器件)、FPOA(现场可编程对象阵列)、和CPLD(复合PLD)。可编程功能块可以涵盖细粒度(组合逻辑或查找表)到粗粒度(算术逻辑单元或处理器核)的范围。可编程硬件元件也可以被称为“可重构逻辑”。

计算机系统–任意的各种类型的计算或处理系统，包括个人计算机系统(PC)、主计算机系统、工作站、网络仪器、互联网仪器、个人数字助理(PDA)、个人通信设备、智能电话、电视系统、网格计算系统、或其它设备或设备组合。一般，术语“计算机系统”可以被广泛地定义为涵盖具有执行来自存储器介质的指令的至少一个处理器的任意设备(或设备的组合)。

用户装置(UE)(或“UE设备”)–任意的各种类型的移动或便携式的且执行无线通信的计算机系统设备。UE设备的示例包括移动电话或智能电话(例如，iPhone^TM、基于Android^TM的电话)、便携式游戏设备(例如，Nintendo DS^TM、PlayStation Portable^TM、Gameboy Advance^TM、iPhone^TM)、膝上型计算机、PDA、便携式互联网设备、音乐播放器、数据存储设备、或其它手持设备等等。通常，术语“UE”或“UE设备”可以被广泛地定义为涵盖能够无线通信且由用户容易搬运的任意电子、计算、和/或电信设备(或设备的组合)。

基站–术语“基站”具有它的普通含义的全部广度，并且至少包括安装在固定位置处并且用于作为无线电话系统或无线电系统的一部分进行通信的无线通信站。

处理元件–是指各种元件或元件组合。处理元件包括，例如，诸如ASIC(专用集成电路)之类的电路、各个处理器核、整个处理器核、各个处理器的电路或部分、诸如现场可编程门阵列(FPGA)之类的可编程硬件设备、和/或包括多处理器的系统的更大部分。

信道–用于将信息从发送方(发送器)传送到接收器的媒介。应当注意，因为术语“信道”的特性可以根据不同的无线协议而不同，因此这里使用的术语“信道”可以被认为是以与术语参考其被使用的设备类型的标准一致的方式使用。在某些标准中，信道宽度可以是变化的(例如，取决于设备能力，频带状况等等)。例如，LTE可以支持从1.4MHz到20MHz的可升级的信道带宽。相反，WLAN信道可以是22MHz宽，而蓝牙信道可以是1Mhz宽。其它协议和标准可以包括信道的不同定义。此外，某些标准可以定义并且使用多类型的信道，例如用于上行链路或下行链路的不同信道和/或用于诸如数据、控制信息等等不同使用的不同信道。

频带(band)-术语“频带”具有它的普通含义的全部广度，并且至少包括频谱(例如，射频谱)的一部分，其中为了相同的目的，信道被使用或预留。各种未许可的工业科学医疗(ISM)频带可以表示频带的一个示例集合。许可给电信运营商(例如，结合一个或多个蜂窝通信技术使用)的各种频带表示频带的另一个示例集合。

自动地–是指由计算机系统(例如，由计算机系统运行的软件)或设备(例如，电路、可编程硬件元件、ASIC等等)执行的动作或操作，不需要直接指定或执行动作或操作的用户输入。因此术语“自动地”与其中用户提供输入以直接执行操作的由用户手动执行或指定的操作相反。自动的程序可以由用户提供的输入启动，但是“自动地”执行的后续动作不由用户指定，即，不是其中用户指定要执行的每个动作的“手动地”执行。例如，用于通过选择每个字段并且提供指定信息的输入(例如，通过键入信息、选择勾选框、选择单选(radio selection)等等)而填写电子表格是手动填写表格，即使计算机系统必须响应用户动作更新表格。表格可以被自动地由计算机系统填写，其中计算机系统(例如，运行在计算机系统上的软件)分析表格的字段并且填充表格不需要指定对字段的答案的任意用户输入。如上所指出的，用户可以调用表格的自动填写，但是不涉及表格的实际填写(例如，用户不手动地给字段指定答案而是它们正在被自动地完成)。本说明书提供响应于用户已经采取的动作而自动执行的各种操作示例。

图1和2-通信系统

图1示出了示例性(和简化的)无线通信系统。注意到图1的系统仅仅是可能的系统的一个示例，并且实施例可以根据期望在任意的各种系统中实施。

如图所示，示例性无线通信系统包括与一个或多个用户设备106A、106B等至106N通过传输介质通信的基站102A、102B等至102N。用户设备中的每一个这里可以被称为“用户装置”(UE)。因此，用户设备被称为UE或UE设备。

基站102A–102N可以是基站收发器(BTS)或蜂窝站点，并且可以包括启动与用户设备106A-106N无线通信的硬件。基站102也可以被装备以与网络100(例如，在各种可能性下，蜂窝服务供应商的核心网络、诸如公用交换电话网(PSTN)之类的电信网、和/或互联网)通信。因此，基站102可以促进用户设备之间和/或用户设备与网络100之间的通信。

基站102和用户设备106可以被配置以使用任意的各种无线电接入技术(RAT)通过传输介质进行通信，无线电接入技术也被称为无线通信技术或电信标准，诸如GSM、UMTS(WCDMA)、LTE、LTE-Advanced(LTE-A)、3GPP2CDMA2000(例如，1xRTT、1xEV-DO、HRPD、eHRPD)、Wi-Fi、WiMAX等等。

注意到UE 106可以能够使用多个无线通信标准进行通信。例如，UE 106可以被配置成使用3GPP蜂窝通信标准(诸如LTE)或3GPP2蜂窝通信标准(诸如蜂窝通信标准的CDMA2000族中的蜂窝通信标准)中的一个或两个进行通信。UE 106也可以或可替换地被配置为使用WLAN、蓝牙、一个或多个全球导航卫星系统(GNSS，例如、GPS或GLONASS)、一个和/或多个移动电视广播标准(例如，ATSC-M/H或DVB-H)等通信。无线通信标准的其它组合(包括多于两个无线通信标准)也是可能的。

根据相同的或不同的蜂窝通信标准操作的基站102A-102N和其它类似的基站因此可以被提供作为小区的一个或多个网络，其可经由一个或多个蜂窝通信标准向广大地理区域内的UE 106和类似设备提供连续的或几乎连续的重叠服务。

UE 106A-106N可以能够与任意基站102A-102N通信，即使基站102A-102N中的某些根据不同RAT操作也是可能的。例如，UE 106A可以与作为它的“服务”基站的基站102A通信，并且还可以监视来自基站102B和102N的信号(以及可能的任意其他附近基站)，例如，以保证UE 106A正被提供最佳可能服务。如果将确定基站102N可以提供比基站102A更好的服务，UE可以执行从基站102A提供的小区到由基站102N提供的小区的“切换”，以便基站102N会接着是用于UE 106A的服务基站。如果基站102N根据与基站102A不同的RAT操作，所述切换可以是跨无线电接入技术(iRAT)切换。

还注意到如果期望，某些或全部基站可以能够根据多个无线电接入技术操作。例如，基站可以是被配置成根据在任意给定时间处的多个无线电接入技术中的任意一种操作(例如，提供服务)，或可以甚至被配置成同时根据多个无线电接入技术操作的多模式基站。作为另一种可能，根据不同RAT操作的多个基站可以是并列的；换句话说，根据多个RAT的每一个提供小区的装置可以彼此极为靠近，以便所提供的小区可以大致或完全重叠。

图2示出了与基站102(例如，基站102A至102N中的一个)通信的用户装置106(例如，设备106A至106N中的一个)。UE 106可以是具有无线网络连接的设备，诸如移动电话、手持设备、计算机或平板、或实质上任意类型的无线设备。

UE 106可以包括被配置为运行存储在存储器中的程序指令的处理器。UE 106可以通过运行此类存储的指令执行这里描述的任意的方法实施例。可替换地或附加地，UE 106可以包括被配置为执行这里描述的任意的方法实施例、或这里描述的任意的方法实施例的任意部分的诸如FPGA(现场可编程门阵列)之类的可编程硬件元件。

UE 106可以被配置成使用任意的多个无线通信协议通信。例如，UE 106可被配置成使用GSM、UMTS、CDMA2000、LTE、LET-A、WLAN或GNSS中的两个或更多个进行通信。无线通信标准的其他组合也是可能的。

UE 106可以包括用于利用一个或多个无线通信协议通信的一个或多个天线。UE 106可以共享多个无线通信标准之间的接收和/或发送链的一个或多个部分。共享的无线电设备可以包括单个天线，或可以包括用于执行无线通信的多个天线(例如，用于MIMO)。替代地，UE106可以对于它被配置为利用其进行通信的每个无线通信协议，包括单独的发送和/或接收链(例如，包括单独的天线和其他无线电组件)。作为进一步的可能性，UE 106可以包括在多个无线通信协议之间共享的一个或多个无线电设备，以及由单个无线通信协议专门使用的一个或多个无线电设备。例如，UE 106可以包括用于利用LTE、UMTS、或GSM中的任意一个通信的共享的无线电设备，和用于利用Wi-Fi和蓝牙中的每一个通信的单独的无线电设备。作为还有的进一步可能性，UE可以包括能够根据单个无线通信协议(或任意多个无线通信协议)操作的多个接收和/或发送RF链，诸如为了实施载波聚合(例如，在LTE中)和/或双载波HSPA(DC-HSPA)。其他配置也是可能的。

图3UE的示例性框图

图3示出了UE 106的示例性框图。如所示，UE 106可以包括片上系统(SOC)300，其可以包括用于各种目的的部分。例如，如所示，SOC 300可以包括可以运行用于UE 106的程序指令的处理器302和可以执行图形处理并且向显示器345提供显示器信号的显示器电路304。处理器302也可以耦接到存储器管理单元(MMU)340，其可以被配置为从处理器302接收地址并且将那些地址转换为存储器(例如，存储器306、只读存储器(ROM)350、NAND闪存存储器310)中的位置，和/或耦接到其它电路或设备，诸如显示器电路304、无线电设备330、连接器I/F 320、和/或显示器345。MMU 340可以被配置为执行存储器保护和页表转换或创建。在一些实施例中，MMU 340可以被包括作为处理器302的一部分。

如所示，SOC 300可以耦接到UE 106的各种其它电路。例如，UE 106可以包括各种类型的存储器(例如，包括NAND闪存310)、连接器接口320(例如，用于耦接到计算机系统对接站(dock)、充电站等等)、显示器345、和无线通信电路330，无线通信电路也被称为无线电设备(例如，用于UMTS、LTE、LET-A、CDMA2000、蓝牙、Wi-Fi、GPS等等)。

UE设备106可以包括至少一个天线以及可能多个天线，用于与基站和/或其它设备执行无线通信。例如，UE设备106可以使用天线335执行无线通信。如上所述，UE 106可以被配置为使用多个无线通信标准无线地通信。

UE 106还可以包括和/或被配置成与一个或多个用户接口元件一起使用。用户接口元件可以包括任意的各种元件，诸如显示器345(其可以是触摸屏显示器)、键盘(其可以是分离的键盘或可以被实施成触摸屏显示器的一部分)、鼠标、麦克风和/或扬声器、一个或多个相机、一个或多个按钮、和/或能够向用户提供信息和/或接收/解释用户输入的任意的各种其他元件。

如这里随后进一步描述的，UE 106可以包括用于实施用于估计UE 106的服务小区的负载的特征的硬件组件和软件组件，诸如这里参考尤其是图5描述的那些。UE设备106的处理器302可以被配置成实施这里描述的方法的部分或全部，例如，通过运行在存储器介质(例如，非暂态计算机可读存储介质)上存储的程序指令。在其它实施例中，处理器302可以被配置成作为可编程硬件元件，诸如FPGA(现场可编程门阵列)或作为ASIC(专用集成电路)。可替换地(或此外)UE设备106的处理器302结合一个或多个其它组件300、304、306、310、320、330、335、340、345、350可以被配置为实施这里描述的部分或所有特征，诸如这里参考尤其是图5描述的特征。

图4基站的示例性框图

图4示出了基站(BS)102的示例性框图。应当注意图4的基站仅仅是可能的基站的一个示例。如所示，基站102可以包括可以运行用于基站102的程序指令的处理器404。处理器404也可以耦接到存储器管理单元(MMU)440，其可以被配置为从处理器404接收地址并且将那些地址转换为存储器(例如，存储器460和只读存储器(ROM)450)中的位置或耦接到其它电路或设备。

基站102可以包括至少一个网络端口470。网络端口470可以被配置为耦接到电话网络并且为诸如UE设备106之类的多个设备提供对图1和2中如上所述的电话网络的访问。

网络端口470(或附加网络端口)也可以或可替换地被配置为耦接到蜂窝网络，例如，蜂窝服务供应商的核心网络。核心网络可以向多个设备，诸如UE设备106，提供移动相关服务和/或其它服务。在一些情况下，网络端口470可以经由核心网络耦接到电话网络，和/或核心网络可以提供电话网络(例如，由蜂窝服务供应商服务的其它UE设备)。

基站102可以包括至少一个天线434以及可能多个天线。所述至少一个天线434可以被配置为操作成无线收发器并且还可以被配置为经由无线电设备430与UE设备106通信。天线434经由通信链432与无线电设备430通信。通信链432可以是接收链、发送链或两者。无线电设备430可以被配置为经由各种无线电信标准进行通信，包括但不限于LTE、LTE-A、UMTS、CDMA2000、Wi-Fi等等。

基站102可以被配置成以支持UE 106的小区负载/利用率估计的方式与UE 106通信。具体地，如下面进一步详述的，BS 102可以包括用于实施(或与UE 106结合使用来实施)用于UE估计服务小区负载/利用率的方法的部分或全部的硬件组件和软件组件。

基站102的处理器404可以被配置成实施此处描述的方法的部分或全部，例如，通过运行在存储器介质(例如，非暂态计算机可读存储器介质)上存储的程序指令。替代地，处理器404可以被配置成作为可编程硬件元件，诸如FPGA(现场可编程门阵列)、或作为ASIC(专用集成电路)、或其组合。

图5-负载估计流程图

图5是说明用于无线用户装置(UE)设备(诸如关于图1-3描述和在其中说明的UE 106)估计蜂窝网络中的UE的服务小区的负载和利用率，并且估计服务小区中对UE可用的最大吞吐量的方法的流程图。在各种可能性下，蜂窝网络可以根据任意的各种无线电接入技术操作，包括诸如UMTS或LET之类的3GPP标准或诸如CDMA2000之类的3GPP2标准。

在502，UE 106可以测量与服务小区有关的一个或多个物理层度量。物理层度量可以对应UE 106与服务小区在其上通信的信道，并且可以包括任意的多种度量。在某些实例中，物理层度量可以包括诸如信道总的接收功率(例如，接收信号强度指示或RSSI)、参考信号功率(例如，参考信号接收功率或RSRP)、参考信号质量(例如，参考信号接收质量或RSRQ)、信号与干扰比(SIR)、信噪比(SNR)、和/或信号与干扰加噪声比(SINR)之类的度量。

在504，UE 106可以估计服务小区的小区利用率。如在此使用的，“小区利用率”或“总的小区利用率”可以指由小区服务的所有设备，包括UE 106(如果可用的话)，的小区资源(例如，资源块)的总的利用率。换句话说，小区利用率可以表示当前被分配的占总的小区资源的分数。例如，如果小区总共具有50个资源块，并且当前被分配的是40个资源块，那么小区利用率会是40/50或0.8。应该知道这些值仅是例子并且不同数字的总的小区资源块、被分配的小区资源块、以及小区利用率比率也是可能的。

可以基于测量得到的物理层度量执行小区利用率估计。更具体地，小区利用率估计可以使用根据UE 106的配置以及根据无线电接入技术参数将测量得到的物理层度量与总的小区利用率关联的公式来求解服务小区的总的小区利用率，其中UE 106根据这些无线电接入技术与服务小区通信。作为一个例子，公式可以把总的接收功率和参考信号接收功率与总的小区利用率和信号与干扰加噪声比相关联。以下关于图7提供可能公式的进一步示例细节。

注意到在至少某些实例中，用于小区利用率估计的物理层度量可以是在特定的(例如，预定的)时间窗口上被时间滤波的(即，可以经受时间滤波)。例如，当期望的物理层度量可以(根据某些实施例)在UE 106的正常操作期间以相对频繁的基准被周期性测量或采样以出于UE 106的各种目的提供瞬时测量信息的同时，在较长一段时间(例如，其中用于每个度量的多个测量被执行的一段时间)被平均或滤波的物理层度量的值可以被用于小区利用率估计。还注意到如果执行了滤波，针对将要被用于小区利用率估计的所有物理层度量的滤波窗口可以(至少在某些实例中)希望(例如，为了一致的和有意义的结果)是相同的。依赖于例如小区利用率估计的平滑/平均的程度，使用的时间窗口可以是任意的各种时间窗口。一些示例性时间窗口值可以包括40毫秒、50毫秒、100毫秒、150毫秒、200毫秒和/或任意其他值。还注意到如果期望，平滑/滤波窗口可以是动态可调的，例如，顾及在不同的时间期望不同的滤波窗口和/或顾及得到的小区利用率估计的不同用途(和/或基于其产生的/估计的任意值)。

一旦估计出总的小区利用率，UE 106可以至少部分基于估计出的总的小区利用率来估计服务小区的小区负载。如在此使用的，“小区负载”可以指的是由小区服务的所有设备，除了(即，排除)估计小区负载的UE 106，的小区资源(例如，资源块)的总的利用率。换句话说，小区负载(从UE 106的视角)可以表示当前分配给除UE 106以外的设备的总的小区资源的分数。

估计服务小区的小区负载可以包括从总的小区利用率中减去UE106的资源利用率比例。例如，继续前面所提供的例子，如果小区总共具有50个资源块、0.8的小区利用率、以及2个资源块当前被分配给UE 106，那么小区负载会是0.8-(2/50)＝0.76。要意识到这些值仅是示例性的，并且不同数目的总的小区资源块、分配的小区资源块、小区利用率比例、以及小区负载率也是可能的。注意到在时间平均的时间窗口期间服务小区未分配任意资源给UE 106的情况中，小区负载会等于小区利用率。

注意到如果使用时间滤波的物理层度量估计小区利用率，那么UE106用以估计服务小区的小区负载的资源利用率比例也可以用同样方式/使用相同滤波窗口被时间滤波，以便例如提供一致的和有意义的结果。

使用估计的小区负载，UE 106可以能够确定可以从服务小区中期望可用于UE 106的最大数目的资源块。例如，如果(如上面的例子)服务小区具有0.76的小区负载和总共50个资源块，那么UE 106可以估计最多可有12个(即，(1-0.76)*50)资源块可用于UE 106。

在506中，可以至少部分地基于估计的小区利用率和/或小区负载来估计服务小区的最大可用吞吐量。当可以期望从服务小区可用于UE106的资源块的最大数目可以形成可用于UE 106的最大可用吞吐量的一个方面时，所述可用吞吐量也可以依赖于根据这些资源块所使用的调制编码方案(MCS)。

例如，在LTE中，UE 106可以为UE 106与服务小区通信的信道周期性(或非周期地)产生信道质量指示(CQI)信息(例如，基于SINR和/或各种其他测量)并且发送包含此类信息的CQI报告给提供服务小区的基站。基站可以接着把在CQI报告中接收到的CQI索引映射为将要用于与UE 106通信的MCS。

至少在某些实例中，CQI与MCS之间的映射可以是由UE 106可预测和可知的。因此，UE 106可以能够估计预期的MCS。一旦确定了此类预期的MCS，UE 106可以使用此信息结合可以期望从服务小区可用于UE 106的资源块的最大数目，来计算用于UE 106的最大可能传输块尺寸(例如，使用根据LTE的TS 36.213部分7.1.7中的传输块尺寸表)，这可以作为服务小区的最大(可能长期的，例如如果被滤波的话)预期可用吞吐量的相对精确的估计。

注意到小区利用率、小区负载、和/或最大可用吞吐量估计可以响应于触发被执行。触发可以是周期的或非周期的事件。例如，作为一种可能性，UE 106可以维护周期的负载估计计时器。在所述计时器期满时，UE 106可以被触发以执行服务小区的负载估计(例如，包括利用率估计)，以及还可能执行最大可用吞吐量估计。作为另一种可能性，UE 106的物理层负载估计功能块可以能够以基于事件的方式接收负载估计触发。基于事件的触发可以从物理层的另一个块中接收，或者从诸如应用层之类的另一层中接收。例如，在应用层中的应用(诸如媒体流应用)可以请求执行负载估计(因此提供所述触发)以便确定是否有充足的吞吐量可用于所述应用(或者由所述应用采取的动作，诸如建立特定媒体流)。

因此，UE 106能够使用物理层度量相对精确地估计小区的负载，所述负载可以(至少在某些实例中)已经由UE 106测得。这可以使得UE 106基于应用简档文件和性能要求(例如，吞吐量、服务质量、电池)执行关于其操作的各种优化(例如，基于更精确的性能预期)。例如，在给定小区负载的估计后，某些依赖网络的应用(例如，视频聊天应用)可以修改它们的进度安排或其它行为以改善依赖于小区负载的性能。

此外，提供具有估计小区负载和它的服务小区的最大可用吞吐量的能力的UE 106可以支持由UE 106作出的网络连接有关的决定；例如，UE 106可以能够确定是否网络(例如，吞吐量)需求/请求可以合理地期望由服务小区满足，并且如果不满足，帮助确定是否要重新选择不同服务小区，添加次要分量载波(即，使用载波聚合以提供额外吞吐量)，使用不同的无线通信技术(例如，Wi-Fi和/或不同的蜂窝通信技术)以提供替代或额外的网络连接，拒绝或延迟一个或多个网络请求(例如，来自于其中可用的吞吐量不足以提供可接受的用户体验的应用)，或者执行任意的多种其它网络连接管理相关动作。

图6-示例PHY结构

图6说明了图5的方法可以在其中实施的UE 106的可能的PHY架构的例子。注意到图6和它的描述被提供作为一种可能PHY层架构的例子，并且不旨在从总体上限制本公开。对在此提供的细节的许多替换和变化是可能的并且应当被认为是在本公开的范围内。

如所示，UE 106可以包括多个天线和RF前端(接收链)。经由接收链接收的信号可以提供给符号解调器，并且接着给解码器，接着从解码器把解码数据提供给上层。

除了信号解码以外，可以从各种点对信号进行各种测量。例如，如所示，在通过一个天线端口的RF前端后，可以从这个天线端口获取RSRP和RSRQ测量(在某些实例中可以包括RSSI测量)。在通过另一个天线端口的RF前端后，可以从该另一个天线端口获取FTL SINR和RS SINR。另外，在进行了符号解调以后可以获取后检测的SINR(可能从与获取RSRP和RSRQ测量相同的天线端口得到)。

负载估计模块可以耦接到RSRP/RSRQ模块和后检测的SINR模块和/或FTL SINR和RS SINR模块(例如，取决于可用性)并且从其接收输入。一旦接收触发(例如，基于事件的或基于周期性/计时器的触发，诸如在此之前描述的)，负载估计模块可以执行服务小区的负载估计，并且还可以可能地估计服务小区的最大可用吞吐量，诸如以与以上关于图5描述的方式。如所期望的，负载估计模块可以把此类计算的结果提供给另一个PHY层模块和/或提供给另一层(未示出)。

图7-示例性LTE系统和小区利用率公式

图7说明了实施图5方法的UE 106可以根据其操作的一个示例性可能LTE系统的方面。注意到图7和它的描述提供作为一种可能蜂窝系统例子，并且不旨在从总体上限制本公开。对在此提供的细节的许多替换和变化是可能的并且应当被认为是在本公开的范围内。

在图7的系统中，每个服务小区和与UE 106邻近的任意数目的邻近小区可以在UE 106的通信范围内。每个小区可以提供参考(引导)子载波和数据子载波；根据图7的系统，可以为每个参考子载波提供5个数据子载波。

在此系统中由UE 106接收的信号可以依据它们的组成成分被识别。具体地，如图7中所示，与由服务小区提供的参考信号关联的信号功率可以被称为P_S，而与由服务小区提供的数据信号关联的信号功率可以被称为P_D；与干扰信号(诸如来自邻近小区的信号)关联的信号功率可以被称为P_I。

从概念上讲，可以看出，在图7说明的系统中，总的小区利用率(“α”)可以表示为：

α = \frac{P_{D}}{5 * P_{S}},

假设Pa/Pb(表示参考信号对数据信号的功率提升)等于1，因为对于服务小区的每个引导子载波有5个数据子载波。

类似地，可以看出，在图7说明的系统中，信号与干扰加噪声比(“γ”)可以表示为：

γ = \frac{6 * P_{S}}{P_{I}},

因为对于服务小区的每个引导子载波有6个干扰子载波。注意到如果Pa/Pb不等于1，α和γ可以被类似地公式化但依照Pa/Pb比例使用恰当的缩放因子。

如根据3GPP规范文档所定义的，物理层度量RSRQ、RSRP和RSSI可以如下关联：

RSRQ = N \frac{RSRP}{RSSI},

或等价为，

\frac{1}{RSRQ} = \frac{RSSI}{N * RSRP} .

给定上述描述的框架并且在RSRP仅在两个天线端口中的一个天线端口计算的假设下(即，每半个资源块，其中一个资源块由频域中的12个子载波形成)，并且还假定使用相同窗口滤波SINR和RSRP，上述等式可以如下重新用公式表示为：

\frac{RSSI}{N * RSRP} = 2 \frac{P_{S} + P_{D} + P_{I}}{P_{S}} = 2 (1 + 5 α + \frac{6}{γ})

注意到此公式结果的精确性可以依赖于SINR和RSRP/RSRQ的估计的精确性。因此，如果期望，可以对上述公式添加校正因子以校正估计误差。此估计误差依赖于SINR(即，是SINR的函数)。例如，因为得到对此类较低SINR值的高估计精度的难度增加，所以估计误差在较低的SINR值处可以较高。因此，包括此校正因子的上述公式的修改版本可以公式表示为如下：

\frac{RSSI}{N * RSRP} = 2 \frac{P_{S} + P_{D} + P_{I}}{P_{S}} = 2 (1 + 5 α + \frac{6}{γβ}),

其中β＝f(SINR)>0

注意到如果RSRP在多个天线端口上计算，可以使用类似公式，但是可以引入缩放因子来完善所使用的RSRP测量技术。

因此，根据上述公式，UE 106可以能够使用可用的(例如，最近测量得到的和可能滤波得到的)针对服务小区的RSSI、RSRP和SINR值以及UE 106的资源块分配信息来求解α。

本公开的实施例可以用任意的多种形式实现。例如，某些实施例可以实现为计算机实施的方法、计算机可读存储介质、或计算机系统。其它实施例可以使用一个或多个诸如ASIC之类的定制设计的硬件设备实现。还有的其它实施例可以使用诸如FPGA之类的可编程硬件元件实现。

在某些实施例中，非暂态计算机可读存储器介质可被配置以便它存储程序指令和/或数据，其中如果由计算机系统执行，所述程序指令使得计算机系统执行例如在此描述的任意的方法实施例的方法，或者在此描述的方法实施例的任意组合，或者在此描述的任意方法实施例的任意子集，或者此类子集的任意组合。

在某些实施例中，计算机系统可被配置成包括处理器(或一组处理器)和存储器介质，其中所述存储器介质存储程序指令，其中所述处理器被配置成从所述存储器介质读取和执行程序指令，其中所述程序指令是可执行的以实施在此描述的任意的各种方法实施例(或者，在此描述的方法实施例的任意组合，或者在此描述的任意方法实施例的任意子集，或者此类子集的任意组合)。计算机系统可以以任意的各种形式实现。例如，计算机系统可以是个人计算机(以任意的其各种实现方式)、工作站、卡式计算机、盒中的专用计算机、服务器计算机、客户端计算机、手持设备、用户装置(UE)、平板计算机、可穿戴计算机等。

尽管以上的实施例已被详细描述，但当完全理解以上公开后，各种变化和修改对本领域技术人员会是明显的。下述权利要求旨在被解释为包括所有此类变化和修改。

Claims

1.一种用于操作无线用户装置(UE)设备的方法，所述方法包括：

测量UE根据LTE与服务小区在其上通信的信道的接收信号强度指示(RSSI)、参考信号接收功率(RSRP)、和信号与干扰加噪声比(SINR)；

至少部分基于测量得到的RSRP和SINR计算所述服务小区的小区利用率；以及

至少部分基于计算得到的小区利用率计算所述服务小区的最大可用吞吐量。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

通过从所述计算得到的小区利用率中减去UE的当前资源块利用率来计算所述服务小区的小区负载，

其中计算所述服务小区的最大可用吞吐量至少部分基于计算得到的小区负载。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：

时间滤波测量得到的RSSI、RSRP和SINR，

其中计算所述服务小区的小区利用率基于时间滤波的RSRP和SINR。

4.如权利要求1所述的方法，

其中所述计算小区利用率和计算所述服务小区的最大可用吞吐量是以预定周期间隔执行的。

5.如权利要求1所述的方法，

其中所述计算小区利用率和计算所述服务小区的最大可用吞吐量是响应于非周期性事件执行的。

6.如权利要求1所述的方法，

其中计算所述服务小区的最大可用吞吐量还基于将SINR和信道质量指示(CQI)信息与传输块尺寸(TBS)表比较。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述UE与所述服务小区根据其中为每个引导子载波提供5个数据子载波的LTE通信系统进行通信，其中RSRP在所述UE的单个天线端口计算，其中根据所述LTE通信系统参考信号与数据信号功率比是1，其中至少部分基于测量得到的RSRP和SINR计算所述服务小区的小区利用率包括利用下述公式以求解总的小区利用率：

\frac{RSSI}{N * RSRP} = 2 \frac{P_{S} + P_{D} + P_{I}}{P_{S}} = 2 (1 + 5 α + \frac{6}{γ})

其中N表示分配给所述UE的资源块的数目，

其中P_S表示参考信号功率，

其中P_D表示数据信号功率并且按每半个资源块计算，

其中P_I表示干扰信号功率并且按每半个资源块计算，

其中α表示总的小区利用率并且根据所述LTE通信系统等于P_D/5P_S，

其中γ表示SINR并且根据所述LTE通信系统等于6P_S/P_I。

8.一种无线用户装置(UE)设备，所述UE包括：

无线电设备，包括配置成用于无线通信的一个或多个天线；以及

操作地耦接到所述无线电设备的处理元件；

其中所述无线电设备和所述处理元件被配置成：

根据蜂窝通信技术测量多个物理层度量；

接收估计所述UE的服务小区上的负载的指示；

基于估计服务小区上的负载的指示，在预定时间周期期间将所述多个物理层度量滤波；

至少部分基于滤波的多个物理层度量估计所述服务小区的时间平均的总的小区利用率；以及

从所述服务小区的所述时间平均的总的小区利用率中减去所述UE的时间平均的服务小区资源利用率，以估计除所述UE的服务小区资源利用率之外的所述服务小区的时间平均的小区负载。

9.如权利要求8所述的用户装置，其中所述无线电设备和所述处理元件还被配置成：

至少部分基于估计得到的除所述UE的服务小区资源利用率之外的所述服务小区的时间平均的小区负载，估计所述服务小区的最大可用吞吐量。

10.如权利要求9所述的用户装置，其中为估计所述服务小区的最大可用吞吐量，所述无线电设备和所述处理元件还被配置成：

根据所述蜂窝通信技术将用于所述UE的信道质量指示信息与传输块尺寸表比较以确定所述服务小区的所述估计得到的最大可用吞吐量。

11.如权利要求8所述的用户装置，

其中估计所述UE的服务小区上的负载的指示包括周期性负载估计计时器的期满。

12.如权利要求8所述的用户装置，

其中所述多个物理层度量包括：

接收信号强度指示(RSSI)；

参考信号接收功率(RSRP)；以及

信号与干扰加噪声比(SINR)。

13.如权利要求8所述的用户装置，

其中所述蜂窝通信技术是LTE。

14.一种用于估计LTE蜂窝网络中的无线用户装置(UE)设备的服务小区的负载的方法，包括：

测量所述UE与所述服务小区根据其通信的信道的多个物理层度量；

基于测量得到的物理层度量估计所述服务小区的总的小区利用率；以及

至少部分基于估计得到的总的小区利用率来估计所述服务小区的最大可用吞吐量。

15.如权利要求14所述的方法，其中基于测量得到的物理层度量来估计所述服务小区的总的小区利用率包括：

基于UE配置并且根据LTE蜂窝系统的参数，使用将总的接收功率、参考信号接收功率、以及分配给所述UE的资源块数目与总的小区利用率和信号与干扰加噪声比相关的公式来求解所述总的小区利用率。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述方法还包括：

维护周期性负载估计计时器，其中所述周期性负载估计计时器的期满提供启动估计所述服务小区的总的小区利用率和估计所述服务小区的最大可用吞吐量的触发。

17.如权利要求14所述的方法，其中所述方法还包括：

估计除所述UE之外的所述服务小区的负载，包括从所述服务小区的总的小区利用率中去除所述UE的小区利用率，

其中估计所述服务小区的最大可用吞吐量至少部分基于估计得到的除所述UE之外的所述服务小区的负载。

18.如权利要求14所述的方法，其中所述方法还包括：

执行所述多个物理层度量的时间滤波，

其中估计所述服务小区的总的小区利用率基于时间滤波的物理层度量。

19.如权利要求14所述的方法，

其中估计所述服务小区的最大可用吞吐量还至少部分基于识别所述UE的最大预期吞吐量，其中所述UE的最大预期吞吐量基于由所述UE使用用于所述UE的信道质量指示信息结合由LTE蜂窝网络使用的传输块尺寸表观察到的信道条件。

20.如权利要求14所述的方法，

其中所述多个物理层度量包括以下中的两个或更多个：

接收信号强度指示(RSSI)；

参考信号接收功率(RSRP)；

参考信号接收质量(RSRQ)；以及

信号与干扰加噪声比(SINR)。